你不知道的秘密！物联网如何颠覆农业！
️你不知道的秘密！物联网如何颠覆农业！
️基金项目：陕西省科技厅重点产业链提升计划（2020zdzx03-04-
杨会甲等
️0 引 言
近年来，随着工业互联网、工业大数据、无人机、近地遥感、人工智能等前沿技术的创新应用与不断发展，我国提出了构建智慧城市、智慧社会等重大发展战略。由于农业发展关系民生大计，智慧农业发展也成为国之重任之一，因此我国颁布了一系列利好政策，构建了一系列设施农业、大田农业智慧化种植管理、农产品质量监管服务平台等系统工程，有效推动了我国智慧农业的高质量快速发展 。智慧农业发展战略的实施，将有利于推动我国农业智慧化发展进程，提升农业生产过程信息化与智慧化管控水平，实现产量提升、质量改善、品质保障，进一步推动农业安全水平和产品质量提升。
虽然我国智慧农业发展取得了一定成效，但仍面临如下几方面问题 ：首先，农业种植区域分散性比较大，小片区种植情况相对较多，机械化种植实现难度大 ；其次，农作物生长环境监测的信息化程度较低，尤其部分传感感知设备核心部件不具备自主知识产权，传感器国产化程度较低 ；最后，缺乏智能化精准作业装备，作业质量较差，智慧化协同化管控能力较差，农业大数据体系尚未建成。在应用推广上，虽然我国近年来完成了多项智慧农业示范项目，但是展示效果大于实际效果，实际应用价值体现程度较低。
️1 智慧农业内涵
智慧农业集物联网、大数据、人工智能、云计算、移动互联网等新一代信息技术为一体，依托部署在农业生产现场的各类传感设备和无线通信网络等物联网技术，实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。广义上还包括 ：农产品仓储物流及安全溯源、农业电子商务、农业休闲旅游、农业信息服务等。其本质是实现农作物种植、农产品质量、产品销售等农作物产供销全生命周期过程的信息化、智能化、智慧化管控，实现农作物生长高质量管控、产品全生命周期质量溯源智能化管理等目标。狭义与广义的智慧农业系统架构如图 1 所示。
对比分析可知，狭义的智慧农业定义重点在于农作物生长环境的监管与智能化管控 ；而广义的智慧农业则全面覆盖了农业生产的全生命周期流程，可理解为农业全生态智能化管控。从根本上讲，无论广义或狭义的智慧农业系统架构，都融合了物联网感知识别与传输技术及智能分析决策技术等。
️2 智慧农业的实施路径
智慧农业实施路径可按照农作物种植、农产品加工与质量管控、农产品销售服务智能化等 3 个阶段执行 。
️2.1 农作物种植阶段
www.yueliang-cn.com/en/et
www.gamebaike.com/169428.html
www.guomawang.com/8928033.html
www.yueliang-cn.com/en/Marionettes
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www.yueliang-cn.com/en/marionettes
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www.yueliang-cn.com/en/GE
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www.guomawang.com/9317259.html
通过构建农业物联网环境管控系统实现环境参数实时监测、远程自动灌溉、自动施肥、自动卷膜与补光。系统具备智能报警、气象预警、病虫害预警和防治及专家分析指导等功能。通过采用先进的物联网技术、农业大数据技术、农作物生长模型构建技术以及病虫害诊断专家模型建设技术等，实现农作物种植的智慧化管控目标。
️2.2 农产品加工与质量管控阶段
结合射频识别、图像识别、图谱分析等关键技术，构建安全可靠的质量溯源管控系统，实现农产品质量检测、产量分析、能耗分析、未来种植产品预测和规划等功能。本阶段功能实现重点融合了深度学习算法、知识库数据模型、安全可靠数据加密算法等，在算法技术融合的支撑下达成了农产品加工质量的信息化、协同化、智慧化管控的目标。
️2.3 农产品销售服务智能化阶段
在工业互联网平台环境的支撑下，融合大数据、云计算与人工智能等新一代信息技术，构建具备云端营销能力与云端销售服务能力的农产品智能化销售服务平台 ；结合数据挖掘算法、市场走势曲线分析算法、统计预测算法等，实现农产品销售区域策划、销量预测、物流智能化规划、产品溯源跟踪、产品价格走势分析等功能。
️3 智慧农业实施的技术架构
结合智慧农业多技术融合特性，构建了其具体实施方案的技术架构，如图 2 所示。该技术架构从工业互联网平台思维出发，融合物联网、大数据、人工智能、云计算、边缘智能等新一代信息技术，同时覆盖了现场设备管控、水肥一体化管理、农产品质量管控等信息源，在中国航天科工集团有限公司“一云五网 N 平台 M 应用”战略部署下，最终实现作物病虫害专家诊断、农产品质量溯源管控智能化、产品销售云端化、农机智能化、生长环境管控智慧化等目标。在技术架构中纵向设计了安全体系、标准体系、运维体系 3大体系，进一步确保了智慧农业综合体安全可靠、标准化与规范化运行，通过该技术体系建设及相关方案部署实施，将有利于推动智慧农业生态圈与产业链的构建部署，从而切实推进智慧农业高质量发展，有效改善三农网络化落后、信息化滞后、智慧化缺失等现状。
️4 典型案例分析
结合图 2 的技术架构，针对贵阳市大型蔬菜保供基地项目中智慧农业运营管控服务平台开展了部署实施与应用。构建了贵阳市智慧农业管控服务平台系统，该系统的建设融合了物联网与工业互联网平台技术，在农业现场实现了水肥一体化灌溉管控、农作物生长环境全参数实时动态监控的目标，解决了大水漫灌、施肥过量、农作物状态监测缺失等一系列问题 ；同时实现了节约用水、较低药物用量、减少污染等目标。在农业大数据智能分析与决策方面，系统融合了病虫害专家诊断算法、农作物生长模型技术等先进技术，初步实现了农作物健康预测、病虫诊断与专家指导等目标 ；在农产品销售与物流环节，构建了智能仓储物流服务管理模块、云端电商平台、移动端销售运营模块等，可实现农产品全生命周期溯源管控、云端营销服务等目标。实施应用平台界面如图3所示。
️5 结 语
智慧农业是智慧经济形态在农业中的具体表现，与物联网、工业互联网、人工智能技术、大数据技术、云计算与边缘计算技术、现代生物技术、种植技术等相互融合，是农业生产发展的高级阶段。因此，智慧农业是我国农业现代化发展的必然趋势。
未来，在政府引导、市场牵引、农户投入等多方支撑下，智慧农业将成为多技术融合创新的高地，也将进一步推动物联网与人工智能等信息技术的产业化发展。
